Können FPGAs dynamisch rekonfiguriert werden, um die Leistung in anspruchsvollen Anwendungen zu optimieren? Diese Arbeit untersucht die dynamische Aufgabenplanung für FPGA-basierte Systeme und untersucht, wie FPGAs als Rechenressourcen in Anwendungen eingesetzt werden können, die eine hohe Leistung erfordern. Die Studie befasst sich mit den Herausforderungen der Ressourcenfragmentierung in Systemen, die aus Arrays von Chips bestehen, die teilweise rekonfiguriert werden können. Die Forschung untersucht das Problem der Neuaufteilung des Systems zur Laufzeit, wobei ausgeführte Aufgaben neu angeordnet werden, damit wartende Aufgaben früher eintreten können. Sie führt in die Probleme der Identifizierung und Planung realisierbarer Aufgabenneuordnungen ein und demonstriert deren NP-Vollständigkeit. Zwei heuristische Ansätze - Local Repacking und Ordered Compaction - werden entwickelt und durch Simulationen verglichen. Die Ergebnisse deuten auf potenzielle Planungsvorteile hin, die durch Verzögerungen beim Verschieben von Aufgaben gefährdet werden, wenn die durchschnittlichen Kosten für das Neuladen von Aufgaben im Verhältnis zu den Aufgabenbearbeitungszeiten signifikant werden. Durch die Einführung und Bewertung heuristischer Ansätze zur Aufgabenneuordnung bietet diese Forschung wertvolle Einblicke in die Optimierung FPGA-basierter Systeme. Die Identifizierung von Herausforderungen im Zusammenhang mit den Kosten für Aufgabenbewegungen bietet Richtungen für zukünftige Forschung, mit Auswirkungen auf High-Performance Computing und rekonfigurierbare Architekturen.
Diese im International Journal of Foundations of Computer Science veröffentlichte Arbeit passt perfekt zum thematischen Schwerpunkt der Zeitschrift, der sich auf theoretische Grundlagen und praktische Anwendungen in der Informatik konzentriert. Durch die Behandlung der Herausforderungen der dynamischen Aufgabenplanung in FPGA-basierten Systemen trägt diese Forschung zur laufenden Erforschung von Algorithmen, Rechenkomplexität und Systemoptimierung durch die Zeitschrift bei. Die theoretische Analyse in Kombination mit heuristischen Ansätzen steht im Einklang mit dem Schwerpunkt der Zeitschrift auf sowohl theoretischer Strenge als auch praktischer Relevanz.